Termodinamica

Tema 5 - EL VOLUMEN DE CONTROL
ÍNDICE
1. 2. TRANSICIÓN DE MASA DE CONTROL A VOLUMEN DE CONTROL.............................5.2 CONSERVACIÓN DE LA MASA EN UN VOLUMEN DE CONTROL .................................5.4 2.1 2.2 2.3 2.4 3. 3.1 3.2 3.3 4. 4.1 4.2 4.3 4.4 5. 5.1 5.2 DESARROLLO DEL BALANCE DE MATERIA ................................................................................5.4EXPRESIÓN DEL CAUDAL MÁSICO ..............................................................................................5.4 FLUJO UNIDIMENSIONAL ...........................................................................................................5.5 BALANCE DE MATERIA EN ESTADO ESTACIONARIO .................................................................5.5 TRABAJO EN SISTEMAS ABIERTOS.TRABAJO TÉCNICO ..............................................................5.7 EXPRESIÓN DEL BALANCE DE ENERGÍA .....................................................................................5.8 BALANCES DE ENERGÍA EN ESTADO ESTACIONARIO ................................................................5.8 TOBERAS Y DIFUSORES............................................................................................................5.10 DISPOSITIVOS DE ESTRANGULACIÓN .......................................................................................5.10 TURBINAS, COMPRESORES Y BOMBAS ......................................................................................5.11 INTERCAMBIADORES DE CALOR...............................................................................................5.11 LLENADO DE DEPÓSITOS ..........................................................................................................5.12 VACIADO DE DEPÓSITOS ..........................................................................................................5.12

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA EN UN VOLUMEN DE CONTROL ..........................5.6

ANÁLISIS DE VOLÚMENES DE CONTROL ENESTADO ESTACIONARIO...................5.9

ANÁLISIS DE TRANSITORIOS .................................................................................................5.12

BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................................5.13 EJEMPLOS DESARROLLADOS.........................................................................................................5.14 PROBLEMAS PROPUESTOS ...............................................................................................................5.21

En el Tema 2 se han introducido los conceptos de energía, trabajo y calor, y la relación entre ellos: la Primera Ley. Sin embargo, esta ley se refiere propiamente a sistemas cerrados, con masa fija.El análisis ingenieril fija su atención en los equipos, los aparatos, las máquinas, que generalmente son sistemas abiertos, a través de cuya pared entra o sale materia. Por esta razón, es conveniente hacer la transición de masa de control (sistema cerrado) a volumen de control (sistema abierto) para formular las ecuaciones de conservación de materia y energía en sistemas abiertos. A continuación,se aplica este análisis a algunos equipos industriales comunes que operan con circulación de fluidos, generalmente en régimen estacionario: toberas y difusores, turbinas, bombas y compresores, dispositivos de estrangulación e intercambiadores de calor.

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5.2

Tema 5 - El Volumen de Control

1. TRANSICIÓN DE MASA DE CONTROL A VOLUMEN DE CONTROL
Se considera un volumen de control cuya frontera se indica por la línea gruesa de la Figura 5.1. En el proceso que tiene lugar entre los instantes t y t + ∆t, la frontera del sistema...